右美托咪定辅助全身麻醉对心脏瓣膜置换术患者血流动力学和脑氧代谢及认知功能的影响

陈晓，张新新，于金贵，郭亚秋，赵晓莉

（1.山东大学齐鲁医院麻醉科，山东 济南 250012；2.济南市妇幼保健院麻醉科，山东 济南 250012；3.济南市中医医院麻醉科，山东 济南 250012）

心脏瓣膜置换术是对机体内环境影响较大的一类外科手术，通常在体外循环及全身麻醉下进行[1]，长时间麻醉和体外循环会影响患者的脑功能及认知功能，因此，麻醉药物的选择十分重要。右美托咪定（dexmedetomidine，Dex）是一种高选择性的α2-肾上腺素受体激动剂，用于麻醉诱导前能发挥交感神经阻滞、镇痛、镇静的作用，其原因可能是提前给药具有协同作用，但目前关于右美托咪定辅助全身麻醉与脑代谢和认知功能关系的报道较少。基于此，本研究旨在探讨右美托咪定辅助全身麻醉对心脏瓣膜置换术后患者血流动力学、脑氧代谢及认知功能的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取 2018 年 3 月至 2019 年 5 月于山东大学齐鲁医院拟行心脏瓣膜置换术的108例风湿性心脏病患者作为研究对象，采用随机数字表法分为对照组与观察组，每组54例。对照组男30例，女24例；年龄36～76岁，平均（65.56±9.75）岁；ASA分级：Ⅱ级36 例，Ⅲ级18 例；病变部位：二尖瓣16例，三尖瓣25 例，主动脉瓣膜13 例。观察组男28例，女26 例；年龄39～75 岁，平均（64.60±9.61）岁；ASA分级：Ⅱ级38例，Ⅲ级16例；病变部位：二尖瓣15例，三尖瓣27例，主动脉瓣膜12例。两组临床资料比较差异无统计学意义，具有可比性。本研究经山东大学齐鲁医院医院伦理委员会审核批准（批号：2017-KY-11-02）。所有患者均对本研究知情同意，并签署知情同意书。纳入标准：均符合风湿性心脏病诊断标准的患者，拟行开胸下心脏瓣膜置换术；年龄18～75 岁；美国麻醉医师协会（American Society of Anesthesiologists，ASA）分级Ⅱ～Ⅲ级；中枢神经系统功能正常，既往无认知功能障碍或损伤。排除标准：既往有心肌梗死病史、心脏手术史；肝、肾等其他脏器功能异常；对本研究药物过敏。

1.2 方法 所有患者术前均常规禁食禁饮，进入手术室后，面罩给氧，持续监测患者血压、心率（heart rate，HR）等生命体征，记录脑电双频指数（bispectral index，BIS）。行右侧颈内静脉逆行置管，直至血管的球部位置，以备采血。

对照组行上述操作后给予0.5 μg/kg 枸橼酸舒芬太尼注射液（宜昌人福药业有限责任公司，国药准字 H20054171，规格：1 ml∶50 μg）、0.03 mg/kg 依托咪酯乳状注射液（江苏恩华药业股份有限公司，国药准字H20020511，规格：10 ml∶20 mg）、0.10 μg/kg罗库溴铵注射液（浙江仙琚制药股份有限公司：国药准字H20093186，规格：5 ml∶50 mg）进行麻醉诱导，然后给予气管插管进行机械通气。麻醉维持采用丙泊酚注射液（广东嘉博制药有限公司，国药准字H20133360，规格：50 ml∶500 mg）复合罗库溴铵静脉注射。丙泊酚初始剂量为4 mg/（kg·h），罗库溴铵剂量为0.5 mg/（kg·h），术中调整剂量，维持BIS值在40～50。刺激性操作前，给予3.0 μg/kg舒芬太尼，静脉注射。体外循环采用非搏动性灌注，灌注流量为2.5 L/（m2·min），所用预充液中晶体与胶体比例为3∶1，维持红细胞压积在18%～24%，体外循环后按同等比例以肝素（常州千红生化制药股份有限公司，国药准字 H32022088，规格：2 ml∶125 00 单位）中和。

观察组在对照组基础上于麻醉诱导前将0.5 μg/kg右美托咪定（扬子江药业集团有限公司，国药准字H20183219，规格：2 ml∶0.2 mg）溶于50 ml 0.9%氯化钠溶液，10 min内静脉泵注完毕，麻醉诱导、麻醉维持等同对照组。

1.3 观察指标 ①比较两组手术时间、麻醉时间、体外循环维持时间。②比较两组血流动力学指标：于麻醉诱导前（T0）、气管插管前（T1）、气管插管后 1 min（T2）、劈胸骨后 5 min（T3）、主动脉阻断开放后10 min（T4）时点监测患者的血流动力学指标，包括收缩压（systolic blood pressure，SBP）、舒张压（diastolic blood pressure，DBP）、HR、血氧饱和度（blood oxygen saturation，SpO2）。③比较两组血气和脑代谢指标：于 T0、T1、T2、T3、T4时点采集血样，并行快速血气及脑氧代谢指标分析。按照Fick公式[2]，计算动脉-颈内静脉血氧含量差（arterial-jugular venous oxygencontent difference，Da-jvO2）、脑氧摄取率（cerebral extraction rate of oxygen，CERO2）。Da-jvO2=动脉血氧含量（arterial oxygen content，CaO2）-静脉血氧含量(jugular veinoxygen content，CjvO2）；CERO2=（CaO2-CjvO2）/CaO2×100%。④比较两组认知功能简易精神状态评价量表（mini-mental state examination，MMSE）评分：于术前及术后 24、72 h，采用MMSE 评估患者的认知功能，满分30 分，评分越高表示认知功能越好。

1.4 统计学方法 采用SPSS 23.0 统计学软件进行数据分析，计量资料以“”表示，多组比较采用单因素F分析，两两比较采用配对t检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组手术时间、麻醉时间、体外循环时间比较两组手术时间、麻醉时间、体外循环时间比较差异均无统计学意义，见表1。

表1 两组手术时间、麻醉时间、体外循环时间比较（，min）Table 1 Comparison of operation time,anesthesia time and cardiopulmonary bypass time bbetween the two groups(,min)

表1 两组手术时间、麻醉时间、体外循环时间比较（，min）Table 1 Comparison of operation time,anesthesia time and cardiopulmonary bypass time bbetween the two groups(,min)

组别观察组对照组t值P值例数54 54手术时间181.89±15.35 182.32±12.57 0.159 0.874麻醉时间235.91±16.82 244.03±15.51 1.644 0.103体外循环时间98.17±15.30 99.03±17.25 0.274 0.785

2.2 两组不同时点血流动力学指标比较 T0时点，两组SBP、DBP、HR、SpO2比较差异无统计学意义。T1时，两组SBP、DBP、HR均低于T0时，对照组SpO2高于T0（P＜0.05）；T2时，观察组HR低于T0时，对照组 HR 高于 T0时 ，且 两组 SpO2均高于 T0时（P＜0.05）；T3时，两组SBP、DBP、HR、SpO2均高于T0时（P＜0.05）；T4时，观察组SBP、DBP、HR均低于T0时（P＜0.05），SpO2高于T0时（P＜0.05）；T4时，对照组SBP、SpO2高于T0时（P＜0.05），DBP 低于T0时（P＜0.05），HR 略低于T0时，但差异无统计学意义。T2、T4时，观察组SBP、DBP、HR均低于对照组，且T3时，观察组SBP、DBP均低于对照组（P＜0.05），见表2。

表2 两组不同时点血流动力学指标比较（）Table 2 Comparison of hemodynamic indexes at different time points between the two groups()

表2 两组不同时点血流动力学指标比较（）Table 2 Comparison of hemodynamic indexes at different time points between the two groups()

注：SBP，收缩压；DBP，舒张压；HR，心率；SpO2，血氧饱和度。与本组T0时点比较，aP＜0.05；与对照组同一时点比较，bP＜0.05

组别观察组例数54时间对照组SpO2（%）92.58±4.85 93.05±4.76 98.25±2.35a 98.57±2.21a 97.98±2.37a 92.75±5.25 95.08±4.34a 96.68±2.65a 97.31±2.27a 96.61±1.98a 54 T0T1T2T3T4T0T1T2T3T4 SBP（mmHg）116.05±9.53 100.52±8.63a 119.04±9.05b 126.56±10.73ab 101.32±8.40ab 117.28±8.38 109.63±9.22a 123.47±11.96a 139.84±12.64a 121.17±10.97a DBP（mmHg）82.24±8.52 71.64±8.05a 85.09±9.64b 90.38±9.95ab 72.64±8.25ab 84.03±7.83 78.08±8.76a 94.87±8.45a 98.57±10.26a 80.15±7.96a HR（次/min）121.53±19.03 108.65±9.56a 112.87±8.35a 128.97±10.52a 106.95±8.31ab 119.82±17.95 111.29±10.54a 125.52±14.03a 132.85±11.76a 115.72±10.30

2.3 两组血气和脑氧代谢指标比较 T0时，两组Da-jvO2、CERO2水平比较差异无统计学意义；T2、T3、T4时点，观察组Da-jvO2、CERO2水平均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组血气和脑氧代谢指标比较（）Table 3 Comparison of blood gas and cerebral oxygen metabolism indexes between the two groups()

表3 两组血气和脑氧代谢指标比较（）Table 3 Comparison of blood gas and cerebral oxygen metabolism indexes between the two groups()

注：Da-jvO2,动脉-颈内静脉血氧含量差；CERO2，脑氧摄取率。与对照组同一时点比较，aP＜0.05

CERO2（%）39.52±5.35 33.15±4.26 30.55±4.37a 31.56±4.80a 33.16±4.41a 39.70±5.27 31.34±3.75 24.65±4.15 24.30±5.07 27.55±5.22组别观察组例数54时间对照组54 T0T1T2T3T4T0T1T2T3T4 Da-jvO2（ml/L）58.17±6.35 45.60±6.45 42.32±5.47a 44.25±5.56a 46.17±5.36a 56.72±7.23 46.05±5.98 35.37±4.21 35.50±5.40 37.08±5.15

2.4 两组不同时间MMSE 评分比较 术前，两组MMSE 评分比较差异无统计学意义；术后24、72 h，对照组MMSE 评分均低于术前，差异有统计学意义（P＜0.05）；术后24、72 h，观察组MMSE 评分与术前比较差异无统计学意义，但高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组不同时间MMSE评分比较（，分）Table 4 Comparison of MMSE scores between the two groups at different times(,scores)

表4 两组不同时间MMSE评分比较（，分）Table 4 Comparison of MMSE scores between the two groups at different times(,scores)

注：与本组术前比较，cP＜0.05

组别观察组对照组t值P值术后72 h 29.57±0.39 25.02±0.85c 27.895 0.000例数54 54术前30.89±1.25 30.30±1.07 2.635 0.905术后24 h 28.11±1.85 23.53±1.59c 10.784 0.000

3 讨论

自1953年发明人工心肺机以来，为开胸心内直视手术创造了条件[3]。但研究[4]发现，行冠状且至术后2 个月其仍然维持在40%～50%。目前术后认知功能障碍发生机制尚不明确，有研究[5]认为可能与炎症反应、脑代谢改变相关。右美托咪定是高选择性的α2-肾上腺受体激动剂，分布于全身多个组织和器官，可调控腺苷酸环化酶及离子通道活性，进而调控内源性茶酚胺及去甲肾上腺素水平，达到镇静、镇痛、抗焦虑及抑制交感神经兴奋、稳定血流动力学及利尿的作用[6]。研究显示，右美托咪定可抑制交感神经兴奋性，对窦房结、房室结、节间束能产生抑制作用，从而稳定心率[7]。右美托咪定可有效保持患者术中血流动力学稳定，达到维持心率、血压等生命体征稳定的效果[8]，此外，其对血压的影响与其抑制中枢交感神经兴奋及外周压力感受器相关，且呈剂量相关[9]。另外，有研究显示，右美托咪定可通过抑制炎症介质分泌，保护肺脏组织，继而恢复血气[10]。Cheng 等[11]研究表明，先给予右美托咪定镇静后，再用1%利多卡因行气道表面麻醉、经鼻插管，患者耐受性良好，血流动力学平稳。梅玫等[12]研究显示，右美托咪定对心脏瓣膜置换术者血流动力学影响较小，且以0.5µg/kg维持时，血流动力学指标可维持在较小的波动范围，且对心肌和脑有一定的保护作用。本研究结果显示，T2、T4时，观察组SBP、DBP、HR均低于对照组，且T3时，观察组SBP、DBP均低于对照组（P＜0.05），与以上研究结论一致。

心脏瓣膜置换术麻醉过程可导致脑血管损伤，增加患者术后神经心理并发症发生率，其主要机制可能为体外循环降温复温的过程中，患者脑氧供需失衡，引起血脑屏障通透性上升，并导致缺血再灌注损伤[13]。Da-jvO2和CERO2水平可作为反映脑耗氧量及脑血流的对应关系的良好指标。研究显示，体循环期间患者的体温是影响CERO2水平的重要因素[14]。在体外循环低温期，随着温度下降，Da-jvO2和CERO2水平逐渐下降，复温期则相反。本研究结果显示，T2、T3、T4时点，观察组Da-jvO2、CERO2水平均高于对照组，但较T0时仍下降，说明右美托咪定在维持患者体温等生命体征相对稳定的情况下，能减少因体循环期间体温下降造成的Da-jvO2、CERO2水平下降幅度，与薛国剑等[15]研究结论一致。

脑氧供需失衡引发的脑血管损伤可能与炎症因子有关，如IL-6 水平的异常升高，可能影响中枢神经系统细胞生长和分化，TNF-α 可通过影响突触可塑性和神经元的生长和分化，而影响患者的学习和记忆能力[12]。现有研究已证实，右美托咪定具有明确的抗炎作用，可降低黏附分子和髓过氧化物酶的表达，催化氯离子和过氧化氢反应生出次氯酸，抑制中性粒细胞和TNF-α 表达及巨噬细胞和中性粒细胞相关的炎症反应[16]；激活胆碱能抗炎通路，抑制交感兴奋，激活中枢α2-肾上腺素能受体，改善炎症因子水平[17]。另外，右美托咪定是中枢神经系统中孤束核突触后的α2-受体的选择性激动剂，可有效抑制位于脊髓前触角的交感神经系统的神经细胞产生神经冲动[18]。本研究结果显示，观察组术后24、72 h 的MMSE 评分显著高于对照组（P＜0.05），提示右美托咪定可显著改善心脏瓣膜置换术患者的认知功能，与梅玫等[12-15]等研究结果基本一致。

综上所述，右美托咪定辅助全身麻醉在心脏瓣膜置换术中麻醉效果良好，可维持患者围术期血流动力学指标稳定，保护患者脑功能，减少认知功能损伤。